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DE2604383C2 - Device for introducing granular material into a pressure reactor - Google Patents

Device for introducing granular material into a pressure reactor

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DE2604383C2
DE2604383C2 DE2604383A DE2604383A DE2604383C2 DE 2604383 C2 DE2604383 C2 DE 2604383C2 DE 2604383 A DE2604383 A DE 2604383A DE 2604383 A DE2604383 A DE 2604383A DE 2604383 C2 DE2604383 C2 DE 2604383C2
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Dietrich Dr.-Ing. 6238 Hofheim Engler
Carl Dr.-Ing. 6000 Frankfurt Hafte
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintragen von körnigem Gut in einen Druckreaktor mit einem Betriebsdruck von 5 · 105 bis 150 · 105 Pa (5 bis bar), mit einem am Reaktor befestigten, einen verschließbaren Reaktoreingang umgebenden Führungszylinder und einem zum Führungszylinder gerichteten ortsfesten Zulauf, sowie mit einem im Führungszylinder auf und ab bewegbaren Verdrängerkolben. Die Korngröße des Gutes kann in weiten Grenzen variieren und vom Staubbereich bis zum stückigen Bereich reichen. Das spezielle Anwendungsgebiet für die Erfindung ist das Eintragen körniger Kohle in einen Druckvergasungsreaktor, doch ist. sie nicht hierauf beschränkt.The invention relates to a device for introducing granular material into a pressure reactor with an operating pressure of 5 · 10 5 to 150 · 10 5 Pa (5 to bar), with a guide cylinder attached to the reactor, surrounding a closable reactor inlet, and a stationary guide cylinder directed towards the guide cylinder Inlet, as well as with a displacement piston that can be moved up and down in the guide cylinder. The grain size of the material can vary within wide limits and can range from dust to lumpy areas. The specific application for the invention is the charging of granular coal to a pressurized gasification reactor, but is. they are not limited to this.

Bekannte Beschickungsvorrichtungen für Druckreaktoren bestehen entweder aus stationären, befüll- und entleerbaren Schleusenbehältern oder aber aus drehenden Zellradschleusen, wie sie z. B. den US-Patentschriften 1412118 und 1814787 zu entnehmen sind. Diese Vorrichtungen arbeiten z. B. bei der Vergasung von Kohle etwa bei Atmosphärendruck zufriedenstellend. Bei der Vergasung unter erhöhtem DruckKnown charging devices for pressure reactors consist either of stationary, filling and drainable lock containers or from rotating cellular wheel locks, as they are, for. See, for example, U.S. Patents 1,412,118 and 1,814,787 are. These devices work e.g. B. in the gasification of coal at about atmospheric pressure is satisfactory. When gasifying under increased pressure wird jedoch im entleerten Volumen der Beschikkungsvorrichtung Produktgas dem Vergasungsprozeß entnommen, was einen nachteiligen und störenden Verlust bedeutet. Mit wachsendem Vergasungsdruck steigt dieser Verlust an Produktgas.however, product gas is added to the gasification process in the emptied volume of the charging device taken, which means an adverse and annoying loss. With increasing gasification pressure this loss of product gas increases.

Aus der DT-PS 856994 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Sie weist einen drehbaren Zylinder auf, der in einem Gehäuse gasdicht geführt ist. Bei höherem Betriebsdruck im Reaktor werden zusätzliche Dichtungen zwischen dem Sperrkolben und dem Zylinder nötig, oder es muß auf die hydraulische Bewegung des Kolbens übergegangen werden.From DT-PS 856994 a device of the type mentioned is known. She shows you rotatable cylinder which is guided gas-tight in a housing. If the operating pressure in the reactor is higher, additional seals are required between the Locking piston and the cylinder necessary, or it must be switched to the hydraulic movement of the piston.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine is Beschickungsvorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise arbeitet, leicht bedienbar ist und gleichzeitig auch verhindert, daß störende Mengen an Produktgas beim Einschleusen des Gutes in den Reaktor verlorengehen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst so durchThe invention is based on the object of creating a loading device that is simple Works wisely, is easy to use and at the same time also prevents disruptive amounts of product gas are lost when the material is introduced into the reactor. The object is achieved according to the invention so through

a) die Ausbildung des Verdrängerkolbens als zylindrischen, gegenüber der Wand des Führungszylinders gasdicht geführten Behälter, der in seinem Boden ein Ventil aufweist,a) the design of the displacement piston as a cylindrical container which is gas-tight against the wall of the guide cylinder and has a valve in its bottom,

as b) ein Ventil an der Einmündung des Führungszylinders in den Reaktor undas b) a valve at the confluence of the guide cylinder in the reactor and

c) die Ausbildung der Ventile, die so geformt sind, daß sie in ihrer jeweiligen Schließlage ohne große Zwischenräume aufeinanderpassen. Diese Schleuse kommt ohne drehend bewegte Teile aus.c) the design of the valves, which are shaped so that they are in their respective closed position without major Fit the gaps together. This lock does not have any rotating moving parts.

Ein Beispiel für die erfindungsgemäße VorrichtungAn example of the device according to the invention

und ihre Betriebsweise wird mit Hilfe der Zeichnungand their mode of operation is illustrated with the help of the drawing erläutert. Das Beispiel ist auf das Eintragen körnigerexplained. The example is grainier on enlisting

Kohle in einen Reaktor zur Druckvergasung gerichtet.Coal directed into a reactor for pressurized gasification.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Eintragsvorrichtung mit geöffnetem zylindrischen Behälter und Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 mit geöffnetem Reaktoreingang.1 shows a longitudinal section through the entry device with the cylindrical container open and FIG. 2 shows the device of FIG. 1 with the reactor inlet open.

In den Fig. 1 und 2 ist der Reaktor 1 für die Vergasung von staubförmiger oder feinkörniger Kohle unter einem Druck von 5· 105 bis 150· 105 Pa (5 bis 150 bar) nur mit seinem obersten Teil dargestellt. Die Vergasung der Kohle erfolgt in an sich bekannter Weise unter Zugabe etwa von Sauerstoff und Wasserdampf oder auch Kohlendioxid als Vergasungsmittel. Der Beschickungseingang 2 des Reaktors ist durch ein bewegbares Ventil 3 verschließbar. In Fig. 1 ist das Ventil 3 in der Schließlage und in Fig. 2 in geöffneter Lage dargestellt.1 and 2, the reactor 1 for the gasification of pulverulent or fine-grained coal under a pressure of 5 · 10 5 to 150 · 10 5 Pa (5 to 150 bar) is shown only with its uppermost part. The gasification of the coal takes place in a manner known per se with the addition of, for example, oxygen and water vapor or carbon dioxide as a gasification agent. The feed inlet 2 of the reactor can be closed by a movable valve 3. In Fig. 1 the valve 3 is shown in the closed position and in Fig. 2 in the open position.

Mit dem Reaktor 1 fest verbunden ist ein Führungszylinder 4, der im unteren Bereich zu einem konischen Teil 5 verjüngt ist. Der Zylinder 4 umgibt einen zylindrischen Behälter 6, der durch einen nicht dargestellten Antrieb auf und ab bewegbar ist. Zwischen der Außenseite des Behälters und der Innenseite des Zylinders 4 ist eine Dichtung 7 angeordnet, die in der Zeichnung mit dem Behälter 6 verbunden dargestellt ist. Abweichend davon könnte die Dichtung 7 auch mit der Innenseite des Zylinders 4 verbunden sein. Die Dichtung sorgt dafür, daß zwischen dem Zylinder 4 und dem Behälter 6 hindurch keine Gase entweichen können.With the reactor 1 is firmly connected to a guide cylinder 4, which in the lower area to a conical part 5 is tapered. The cylinder 4 surrounds a cylindrical container 6, which is not by a shown drive is movable up and down. A seal 7 is arranged between the outside of the container and the inside of the cylinder 4, which is shown connected to the container 6 in the drawing. In a departure from this, the seal 7 could also be connected to the inside of the cylinder 4. The seal ensures that between no gases can escape through the cylinder 4 and the container 6.

Der Boden des Behälteis 6 ist durch ein kegelmantelförmiges Ventil 8 verschließbar, welches von Zugfedern 9 in der Schließlage gehalten wird, wie es Fig. 2 zeigt. Die Ventile 3 und 8 sind so geformt, daßThe bottom of the Behältis 6 can be closed by a cone-shaped valve 8, which is held in the closed position by tension springs 9, as is Fig. 2 shows. The valves 3 and 8 are shaped so that

sie in ihrer jeweiligen Schließlage ohne Zwischenräume aufeinanderpassen.they fit together in their respective closed position without any gaps.

In Fig. 1 ist das Ventil 8 in geöffneter Lage dargestellt, wobei es gegen einen ortsfesten Anschlag 10 stößt. Der Anschlag 10 ist durch zwei Streben 11 am ebenfalls ortsfesten Kohlezulauf 12 befestigt. Im Kohlezulauf 12 befindet sich eine Dosiervorrichtung, die in der Zeichnung als Drehklappe 13 dargestellt ist. Der Vorrat an staubförmiger oder feinkörniger Kohle befindet sich oberhalb der Dosiervorrichtung im Vorratsbehälter 14.In FIG. 1, the valve 8 is shown in the open position, with it against a stationary stop 10 bumps. The stop 10 is attached to the coal inlet 12, which is also stationary, by means of two struts 11. in the Coal inlet 12 is a metering device, which is shown in the drawing as a rotary flap 13 is. The supply of powdered or fine-grained coal is located above the metering device in the storage container 14.

Die erfindungsgemäße Schleusenvorrichtung kann für Kohle eines weiten Körnungsbereichs verwendet werden; wesentlich ist dabei, daß die Kohle in der Vorrichtung noch rieselfähig ist.The lock device according to the invention can be used for coal of a wide grain size range will; It is essential that the coal is still free-flowing in the device.

Die Bewegung des Ventils 3 erfolgt hydraulisch oder pneumatisch über die Druckleitung 15 und den Zylinder 16. Abweichend davon kann das Ventil 3 in der Praxis auch durch ein Gestänge von au.°«n bewegt werden. Für den Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Reaktors 1 und dem Raum innerhalb des Zylinders 4 ist eine Druckausgleichsleitung 17 vorgesehen, die ein Absperrventil 18 besitzt. Die Leitung 17 kann sowohl am Oberteil des Reaktors 1 ansetzen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist; die Leitung 17 kann aber auch von einem getrennten Druckbehälter ausgehen.The valve 3 is moved hydraulically or pneumatically via the pressure line 15 and the Cylinder 16. Notwithstanding this, the valve 3 can in practice also be moved by a linkage from outside will. For pressure equalization between the interior of the reactor 1 and the space inside of the cylinder 4, a pressure equalization line 17 is provided which has a shut-off valve 18. The administration 17 can start both on the upper part of the reactor 1, as shown in the drawing; The administration 17 can also start from a separate pressure vessel.

Die Eintragungsvorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Gemäß Fig. 1 fließt eine bestimmte Menge körniger Kohle, die sich im Behälter 6 befunden hat, am geöffneten Ventil 8 vorbei in den Innenraum des Zylinders 4. Die Ventile 3 und 18 sind dabei geschlossen. Wenn der Behälter 6 entleert ist, wird er nach unten zum Reaktoreingang hin bewegt, wobei nach kurzer Wegstrecke sein Boden wieder geschlossen ist, weil die Zugfedern 9 ohne Einwirkung des ortsfesten Anschlags 10 das Ventil 8 in der Schließlage halten. Sobald und solange der Boden des Behälters 6 geschlossen ist, kann Kohle aus dem Vorrat 14 über die geöffnete Klappe 13 in den Behälter wieder zulaufen.The registration device works in the following way: According to FIG. 1, a certain amount flows granular coal that was in the container 6, past the open valve 8 into the interior of the Cylinder 4. Valves 3 and 18 are closed. When the container 6 is emptied, it is after moved down to the reactor entrance, whereby its bottom is closed again after a short distance, because the tension springs 9 hold the valve 8 in the closed position without the action of the stationary stop 10. As soon as and as long as the bottom of the container 6 is closed, coal from the supply 14 via the open flap 13 run into the container again.

Der Behälter 6 mit geschlossenem Boden komprimiert bei seiner Bewegung auf das Ventil 3 zu das Gas im Innern des Zylinders 4. Die Kompression allein mit Hilfe des Behälters 6 kann so weit geführt werden, bis etwa gleicher Druck im Innern des Zylinders 4 und im Reaktor 1 besteht. In diesem Fall kann auf eine Druckausgleichsleitung 17 ganz verzichtet werden. Will man jedoch den Druckausgleich nicht allein mit Hilfe des Behälters 6 herbeiführen, so wird dieser Ausgleich über die Leitung 17 und das geöffnete Ventil 3 des Reaktoreingangs geöffnet, so daß die Kohle in den Reaktor fließen kann. Der Behälter 6 fährt dabei so weit nach unten, bis er am konischen Teil 5 anstößt, wie das Fig. 2 zeigt. Jetzt wird das Ventil 3 wieder geschlossen, so daß nur vernachlässigbar geringe Gasmengen in den Zwischenräumen zwischen dem Behälter 6 und dem geschlossenen Reaktor verbleiben.The closed-bottom container 6 compresses toward the valve 3 as it moves Gas inside the cylinder 4. The compression alone with the help of the container 6 can go so far until about the same pressure inside the cylinder 4 and in reactor 1. In this case, a pressure equalization line 17 can be dispensed with entirely will. However, if you do not want to bring about the pressure equalization solely with the aid of the container 6, then this compensation via the line 17 and the open valve 3 of the reactor inlet opened so that the coal can flow into the reactor. The container 6 moves so far down until it is conical Part 5 abuts, as shown in FIG. Now the valve 3 is closed again, so that only negligible small amounts of gas in the spaces between the container 6 and the closed reactor remain.

Der Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, daß die Dichtung 7 in keiner Bewegungsphase des Behälters 6The comparison of FIGS. 1 and 2 shows that the seal 7 is not in any phase of movement of the container 6

ao über Leitunsmündungen geführt wird, deren Kanten die Dichtung beschädigen könnten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sorgt demnach auch für eine lange Lebensdauer der Dichtung 7.ao is passed over Leitunsmündungen, the edges of which damage the seal. The device according to the invention therefore also ensures a long time Seal life 7.

Bei geschlossenem Reaktor 1 und bereits wieder mit Kohle durch die offene Drehklappe 13 gefülltem Behälter 6 wird der Behälter wieder nach oben bewegt, wobei das Gasvolumen zwischen dem Behälter und dem Reaktor entspannt wird. Die Hubhöhe des Behälters 6 kann so gewählt werden, daß im Innern des Zylinders 4 wieder etwa Atmosphärendruck herrscht, wenn der Boden des Behälters 6 so weit angehoben ist, daß der ortsfeste Anschlag 10 das Ventil 8 wieder öffnet. Diese Öffnungslage des Bodens des Behälters 6 ist in Fig. 1 gezeigt. Durch die bereits zuvor erfolgte Entspannung kann ein Ausströmen von Gas aus dem Innenraum des Zylinders 4 am geöffneten Ventil 8 vorbei nach außen vermieden werden. Abweichend zur erläuterten Betriebsweise kann die Kohle auch erst dann in den Behälter 6 eingefüllt werden, wenn sich dieser bereits in angehobener Lage befindet.With the reactor 1 closed and already filled with coal through the open rotary flap 13 Container 6 is moved back up the container, with the volume of gas between the container and the reactor is depressurized. The lifting height of the container 6 can be chosen so that inside of the cylinder 4 again approximately atmospheric pressure prevails when the bottom of the container 6 is raised so far is that the fixed stop 10 opens the valve 8 again. This open position of the floor of the container 6 is shown in FIG. The relaxation that has already taken place can result in an outflow of Gas can be avoided from the interior of the cylinder 4 past the open valve 8 to the outside. In contrast to the mode of operation explained, the coal can also only be filled into the container 6 when if this is already in a raised position.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Eintragen von körnigem Gut in einen Druckreaktor mit einem Betriebsdruck von 5 ■ 105 bis 150 · 105 Pa, mit einem am Reaktor befestigten, einen verschließbaren Reaktoreingang umgebenden Führungszylinder und einem zum Führungszylinder gerichteten ortsfesten Zulauf sowie mit einem im Führungszylinder auf und ab bewegbaren Verdrängerkolben, gekennzeichnet durch1. Device for introducing granular material into a pressure reactor with an operating pressure of 5 ■ 10 5 to 150 · 10 5 Pa, with a guide cylinder attached to the reactor, surrounding a closable reactor inlet and a stationary inlet directed towards the guide cylinder and with one in the guide cylinder and from movable displacement piston, characterized by a) die Ausbildung des Verdrängerkolbens als zylindrischer, gegenüber der Wand des Führungszylinders (4) gasdicht geführter Behälter (6), der in seinem Boden ein Ventil (8) aufweist,a) the design of the displacement piston as a cylindrical container (6) which is gas-tight against the wall of the guide cylinder (4) and has a valve (8) in its bottom having, b) ein Ventil (3) an der Einmündung (2) des Führungszylinders (4) in den Reaktor (1) undb) a valve (3) at the confluence (2) of the guide cylinder (4) in the reactor (1) and c) die Ausbildung der Ventile (3) und (8), die so geformt sind, daß sie in ihrer jeweiligen Schließlage ohne große Zwischenräume aufeinanderpassen.c) the design of the valves (3) and (8), which are shaped so that they are in their respective Closing positions fit together without large gaps. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenventil (8) des Behälters (6) durch Federn (9) in der Schließlage gehalten wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bottom valve (8) of the container (6) is held in the closed position by springs (9). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenventil (8) des Behälters (6) zum öffnen mit einem ortsfesten Anschlag (10) zusammenwirkt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the bottom valve (8) of the container (6) to open with a stationary Stop (10) cooperates. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine absperrbare Druckausgleichsleitung (17) den Reaktorinnenraum oder eine fremde Druckquelle mit dem Innenbereich des Führungszylinders (4) verbindet.4. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that a lockable pressure equalization line (17) with the reactor interior or an external pressure source connects to the interior of the guide cylinder (4). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf eine Dosiereinrichtung aufweist.5. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that the inlet has a metering device.
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